Cree MC-E kühlen bis 750mA

Ich kühl eine mit nem Kupfer Zalman CPU Kühler mit demontierten Lüfter passiv.
http://www.caseking.de/shop/ca…&imgID=1%27,1000,955,true

Natürlich mit festen Anpressdruck der Platine durch Verschraubung und nen Schuss Wärmeleitpaste.

Du siehst schnell, dass das ein ganz andere Kaliber als deine zusammengepfuschten 2 Minidinger da sind und deine MC-E bei 700mA kochen/leiden wird.

Gute/preiswerte Kühler sind sogenannte Semi-Passive Modelle, die haben nen großen Lamellenabstand.

Ich habe mal gelesen, dass man eine MC-E mit Star gar nicht auf 700mA betreiben sollte, da der Wärmewiederstand durch den Star 6 W/K betragen würde. Das kann ich mir eigentlich gar nicht vorstellen, das ist doch nur ein Alublättchen und kann eigentlich keinen schlechteren Rth haben als ein KK, der ja die Wärme per freier Konvektion an die Luft abgeben muss (hätte den Rth des Star auf max 2 W/K geschätzt), aber da das ein Mitarbeiter eines LED Shops geschrieben hat muss es wohl stimmen.

Wenn das Stimmt ergibt sich folgende Rechnung:
Rth gesamt = Rth(J-SP(LED) + Rth(Klebung)+Rth(Star)+Rth(Klebung)+Rth(KK)

Die Klebung nehme ich immer mit Rth = 1 W/K an (Keine Ahnung wie genau das passt).

Die MC-E hat 10,92 W.

Nehmen wir mal 2,5W/K für den KK (sehr guter KK) und Umgebungstemp 25°C an.

Rth = 3 + 1 +6 + 1 + 2,5 = 13,5 W/K

Damit hätten wie eine LED_J Temperatur von 172 °C. Autsch! LED tot!

Selbst bei einem unendlich guten KK (Rth = 0) hätten wir immer noch 145°C LED-J Temperatur, was immer noch zu viel ist.

Ist der Star wirklich so mieß?

Rechnen wir doch mal aus ob deine beiden KKs reichen
Der StiftKK hat einen Wärmewiderstand von 9K/W, der andere 4,5K/W. Ergibt 3K/W. Da allerdings ein paar Flächen wegfallen sollten wir lieber von 4K/W ausgehen.
Die MC-E hat 3K/W, der Übergang zum KK nehmen wir mal auch mit 3K/W an.
Ergibt: (3+3+4)K/W=10K/W
Leistung der MC-E=3,6*0,7*4=10W
Damit kommen wir also darauf, dass die LED Temperatur 100°C höher ist als die Umgebung. Die LED hält 150°C aus. Das heißt der MC-E wird es schon ziemlich heiß werden und sie wird nicht allzu lange leben

Zitat

der Übergang zum KK nehmen wir mal auch mit 3K/W

Wo nimmst du diesen Wert her? Wie gesagt, angeblich ist der Rth des Star ziemlich bescheiden! Oder hast du andere Werte für den Star? Wenn ja dann her damit, ich kann (und will) die 6 W/K nämlich nicht glauben!

Ich bin von einem blanken Emitter ohne Star ausgegangen und habe die Klebeverbindung mit 3K/W angenommen. Ob das stimmt weiß ich aber leider auch nicht. Von einem Star hatte er doch gar nichts geschrieben oder?
Aber 6K/W kommen mir auch viel zu viel vor...kenne aber auch keinen genauen Wert

Das ist leider kaum auzurechnen, zumal du dafür Angaben bräuchtest, die du vermutlich nicht hast.
Wenn du die MC-E auf einem Star kaufst solltest du dich auf jeden Fall vorher drüber informieren wie der Wärmewiderstand davon ist.
Ohne diese Info könnte es sein, dass noch nicht mal ein perfekter KK helfen würde.

Led-Tech hat auf der Produktseite der Cree MC-E die Angabe 3°C/W stehen.

3K/W sind laut Datenblatt der Wärmewiderstand von Thermal Resistance, junction to solder point. Da kommt dann auf alle Fälle noch der Star dazu.

Wenn ich mir den Wert einer LED mit Metallkernplatine mal aus einem anderen Datenblatt borge und die LED abziehe komme ich auf einen Wert von ca. 2K/W für die Metallkernplatine

Larkin
wie hoch ist bei deiner Cree MC-E der Strom?

Zitat von Kanwas

Wenn ich mir den Wert einer LED mit Metallkernplatine mal aus einem anderen Datenblatt borge und die LED abziehe komme ich auf einen Wert von ca. 2K/W für die Metallkernplatine

Das ist ja dann noch voll ok zumal die Verbindung vom Star auf den KK mit WLP recht widerstandsfrei funktioniert.
Allerdings ist hier auf jeden Fall noch Verbesserungsbedarf.
Weiß jemand wie groß der thermische Widerstand ist, wenn man eine LED ohne Star mit Arctic Silver auf einen KK klebt?

Habe gerade mal einen kleinen Versuch gemacht:

In meiner Lampe sitzt eine Cree XR-E auf einem KK mit Rth ca. 2,5 K/W. (Ich weiß selbst dass der total überdimensioniert ist ).

Die LED läuft mit 700 mA => Wärmestrom ca. 2,7 W.

Jetzt habe ich mit einem Thermoelement die Temperatur auf dem KK, dem Star und der Led gemessen (nach einer Stunde Lampenlaufzeit):
KK: 32°C
Star: 35°C
LED: 40°C

Demnach hätte der Star icl. meiner Klebung nur etwas mehr als 1K/W!

PS.: Habe mit ArticSilver geklebt.
Ich denke mal, wenn wir bei der Dimensionierung von 1K/W für jeden Übergang (KK-Star und Star-LED) und 2K/W für die Platinen (Star oder Rundplatine) ausgehen sind wir auf der sicheren Seite.
Hätte der Star tatsächlich 6 K/W hätte ich das bei der Messung merken müssen. Temperaturdifferenz zwischen KK und Star hätten dann 16°C sein müssen. Meine Messung ist zwar nicht 100% genau, aber so ungenau dann auch wieder nicht .

Der Test ist ziemlich gut, aber mach das ganze doch nochmal mit 1A oder gleich mit einer MC-E. Da müssten die Unterschiede viel deutlicher sein, sodass genauere Messwerte rauskommen

Tja! Freiwillige vor! MC-E habe ich keine (ich halte von dem Chip persönlich auch nicht so viel und verwende lieber diese 4rer- Platinen.
Die XR-E hat intern zwar 6 K/W entgegen der MC-E mit 3, bei der MC-E muss aber der 4-Fache Wärmestrom trüber. Damit ist die Wärmeableitung in der XR-E trotz dem schlechteren Wärmewiederstand doppelt so gut.
Für 1A habe ich leider auch keine KSQ.

Meine Lampe mit der 4rer-Platine kann ich für die Messung leider auch nicht nehmen, da ich da schon einen Diffusor über die Platine geklebt habe und nicht mehr drankomme . Ich habe aber da mal auf dem KK und einmal auf der LED (an den Kontakten) gemessen. Die LED war um 10K wärmer als der KK bei einer Gesamtleistung aller 4 LEDs kann die Platine damit auch nicht mehr wie 2 K/W haben. Ist allerdings auch keine Starplatine, aber so groß sollte der Unterschied bei Aluplatinen nicht sein.

Also Leute, wer betreibt eine LED auf Star mit hohem Strom und hat nen Temperaturfühler. Bitte Messen!

Wenn ich Zeit hab und die passende KSQ noch da hab.

Ich kann mit meinem Labornetzgerät zwar ohne Problem 1A oder auch mehr einstellen, allerdings habe ich keine Möglichkeit Temperaturen oder Temperaturunterschiede zu messen.
Dass eine MC-E einen besseren Wärmewiderstand hat ist ja wohl klar, da es sozusagen eine Parallelschaltung von 4 Chips ist. Dennoch ist sie eben in der Tat schwer zu kühlen, da sie 10W statt 3W hat.
Aber das größte Optimierungspotential beim Wärmemanagement ergibt sich scheinbar bei der Kopplung der LED an den KK.
Ich glaube ich werde in Zukunft keine Star Platinen mehr verwenden, sondern nur noch einzelne Cree Emitter. Da ist die Kühlfläche potentialfrei und die Kühlung ist viel einfacher.
Larkin: wir hoffen auf deine Messung

Ja also theoretisch könnte es reichen, das kommt aber darauf an ob wieviel Wind dein Lüfter macht, ob die Strömung eher linear oder eher turbulent wird und wie sich die Umgebungstemperatur in der Nähe des KKs durch den Betrieb ändert.
Wenn man das alles weiß kann man es theoretisch mit ein paar Vereinfachungen ausrechnen und bekommt dann ca. 20 nicht-lineare Differentialgleichungen, die nur numerisch zu lösen sind.
Ergo: Ausprobieren und messen

Also ich kann aus Erfahrung sagen das bei deinem zweiten Kühler (von LED-Tech) die Kühlleistung für eine XR-E mit 350mA vollkommen ausreicht, aber bei 4 davon wird es sehr warm werden...

Mein Kombi sieht immer Folgernermaßen aus:

XR-E @ 350mA = kleiner Star
XR-E @ 700mA = großer Star

und der hier wir bei 3XR-E mit KSQ 700mA auf Platine schon ganz schön Warm...

PS: Wärmemanagement würde bei euch vergessen? Das ist doch das Wichtigste neben Motoren, Kompensation und DIN gewesen